JVM参数调优学习笔记

JVM参数调优

一.OS不同情况的设置

一般情况下，64位的OS性能比32位的好。但是根据Sun官方说明，32位的JVM反而比64位的JVM性能要好。这里并不是建议大家使用32位JVM，只是说可以在64位OS系统环境下，调优效果不大可以尝试换成32位的JVM。

具体启动命令加入-d32,可以启用32位JVM（如果可用的话）：

java -d32 -jar jarfile [args...]

二.JVM内存模型及参数调优

JVM内存并不是设置越大越好。太大会造成寻址计算和垃圾回收开销过大，太小资源又不够用。先讲一下JVM每个区的作用。

可以从上图看到，JVM内存结构大分类上可以分为Non-Heap和Heap。

1.Non-Heap

官方定义：

Non-heap memory includes a method area shared among all threads and memory required for the internal processing or optimization for the Java VM.

简单翻译：Non-heap(非堆区)主要是由被线程共享的方法区和Java虚拟机内部进程所需内存组成。

具体说明：

name	说明	相关JVM参数	回收情况
CodeCache	代码缓冲区，用于JIT编译和保存本地代码（Native code）所需的内存。	-XX:ReservedCodeCacheSize java7默认值48M，java8默认值250M。 默认值已经够用，一般不会去修改。出现下列情况，可以根据情况修改这个参数值： 1.出现Hotspot编译失败。(增加) 2.为了减少JVM内存。(减少)	不回收
Permanent Generation space	持久代。主要存放类加载信息、类结构信息、类常量、类方法等等。	Java1.7: -XX:PermSize -XX:MaxPermSize 默认值64M 一般来说默认的PermSize已经够用，但是如果应用里用到了很多动态加载，那可能就需要根据需要调整一下MaxPermSize大小 Java1.8： -XX:MetaspaceSize 默认值：20m -XX:MaxMetaspaceSize 默认值：机器最大内存	FullGC时回收
Direct Memory	暂定为持久代一部分。使用java.nio.ByteBuffer类的allocateDirect方法分配的内存，NIO基本上都是采用这个区域来交互数据。	-XX:MaxDirectMemorySize 默认值为最大可用堆空间。当调用allocateDirect方法时，都会先去判断是否达到最大堆内存，如果达到则先调用System.gc()清理内存。对于采取NIO的应用，建议手动设置-XX:MaxDirectMemorySize的大小，避免内存浪费。	FullGC时回收

2.Heap

官方定义：

Heap memory is the runtime data area from which the Java VM allocates memory for all class instances and arrays.The heap may be of a fixed or variable size. The garbage collector is an automatic memory management system that reclaims heap memory for objects.

堆区的基本管理过程:

创建的新对象开始放在Eden区,在MInor GC后剩余对象放入Survivor区(To Survivor或者From Survivor区**<因为采用的复制算法>**，如果Survivor区容量不够，直接放入Tenured区)，在经过多次Minor GC后依然存活的对象放入Tenured区。等Tenued区容量不够时，就会触发Full GC。

对于堆区的参数调优，主要是：合理调整新生代和老年代的大小，让对象尽量在新生代就被Minor GC回收掉，减少Full GC的次数，Full GC的时候会发生"stop the world”。

JVM调优参数：

参数	说明	调优建议
-Xms	Heap Size最小值	1.最好设置为应用正常时消耗的内存大小。 2.Java Performance推荐大小： Xmx 和 Xms设置为老年代存活对象的3-4倍，即FullGC之后的老年代内存占用的3-4倍 3.原因： 过大：增加GC时间，浪费内存。 过小：JVM性能浪费在申请内存上。
-Xmx	Heap Size最大值	1.设置为应用最大峰值时所消耗的内存。 2.Java Performance推荐大小： Xmx 和 Xms设置为老年代存活对象的3-4倍，即FullGC之后的老年代内存占用的3-4倍 3.原因： 太大浪费内存，计算寻址过大降低性能。
-Xmn	YoungGen大小	1.Xmn=1/3Xmx 2.Java Performance推荐大小： Xmn设置为老年代存活对象的1-1.5倍。 3.原因： 过大：导致Minor GC时间过长。 过小：频繁导致拷贝到老年代，影响性能。 具体可以根据应用的特点来进行设置，如果缓存数据多，新建对象少的话可以稍微小一点。如果每次请求都会创建较多对象，就要稍微设置大一点。
-XX:NewSize	新生代初始值
-XX：MaxNewSize	新生代最大值	-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize这两个设置相对于-Xmn来说要灵活一点，对于需要新生代时大时小的情况，这种配置一个范围由于-Xmn。
-XX:SurvivorRatio	新生代中Eden区和两个Survivor区的比值	注意Survivor区是两个，也就是说SurvivorRatio=3的话，实际上是Eden:to Survivor:from Survivor=3:1:1。默认为8。 tips:ParallelScavenge系的GC最初设计默认打开AdaptiveSizePolicy的，它会自动、自适应的调整各种参数。JVM参数中不显式设置而采用默认值并且UseAdaptiveSizePolicy不关掉的话，可能造成比例不为默认值。

三.垃圾收集器选择

JVM提供了三种垃圾收集器：

垃圾收集器	说明	Stop the world
串行收集器	-XX:+UseSerialGC 串行收集使用单线程处理所有垃圾回收工作，实现容易，效率比较高。但是无法使用多处理器的优势，所以此收集适合单处理器机器。当然，此收集器也可以用在小数据量（100M 左右）情况下的多处理器机器上。	✔
并行收集器	新生代：-XX:+UseParallelGC 老年代：-XX:+UseParallelOldGC 线程数：-XX:ParallelGCThreads 最大垃圾回收暂停时间：-XX:MaxGCPauseMillis，如果设置了这个参数，堆大小和垃圾回收相关参数会进行调整以达到指定值。可能会减少应用的吞吐量。 吞吐量：-XX:GCTimeRatio，公式为 1/（1+N）。例如，-XX:GCTimeRatio=19 时，表示 5%的时间用于垃圾回收。默认情况为 99，即 1%的时间用于垃圾回收。	✔
并发收集器	-XX:+UseConcMarkSweepGC 可能出现的问题： 由于在垃圾回收过程中，不中止，这也意味着边回收，程序会生产新垃圾。这可能出现一个问题，垃圾还没有回收完，堆就消耗满，结果出现“Concurrent Mode Failure”错误。解决这个问题，通过“-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction”参数来设置还有多少剩余堆空间时开始执行并发收集。	❌

参考资料：
《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践》
《Java进程JVM参数调优指导》